白中科
1 土地复垦的概念、内涵、对象
土地复垦(Land Reclamation)是指采取工程、生物措施,对生产建设过程中因挖损、塌陷、压占等造成破坏、废弃的土地和自然灾害造成破坏、废弃的土地进行整治,使其恢复到可利用状态的活动。由于人为因素造成的矿区土地破坏,比由于自然灾害因素造成的原地貌土地破坏更为剧烈,故矿区破坏土地的复垦是所有破坏土地复垦中的重点和难点。
根据土地复垦的目标不同,土地复垦有农业、林业、牧业、建筑、水域复垦等。
土地复垦工程技术包括地貌重塑、土壤重构和植被重建。对受损生态系统恢复或重建而言,地貌重塑是的基础,土壤重构是核心,植被重建是保证。
土地复垦的主要对象是工矿区破坏的土地。
工矿区是工程建设区、工厂和矿区的总称,是指国土范围内修筑公路、铁路、水利工程和开办矿山、电力、化工、石油等工业企业以及采矿、取石、挖砂等建设活动的场地。因矿产资源开发造成的生态环境破坏极为严重,故矿区土地复垦是工矿区土地复垦的重点。
广义的矿区是指:我国国有大、中型矿山企业所在地区,包括生产作业区与当地居民(职工及其家属,以及当地农民等)生活所在地区,这里可能是依托矿业活动演替而建制的乡镇,甚至是县、市、工业小区。
狭义的矿区是指:以矿山生产作业区为核心的小区域,它不同于流域规划的范围以及按地貌界、行政区界划定的区域规划范围,这个范围是根据征地范围、待征地范围、施工开挖、弃渣堆垫地貌部位,弃渣堆垫方式以及洪水、沙害、泥石流的源地而确定的,可能是集中连片,也可能是零散分布。
同时,矿区范围内的乡镇、县市工业小区建设属典型的新兴城镇重建,而与生产作业区、影响区和预防保护区以种植业为主的生态系统重建不同。后者是土地复垦的主体和重点,复垦的时空尺度发端于采矿设计阶段,终止于矿山闭坑后的达到重建生态系统相对稳定的时期。但后者与前者紧密相关。
为便于分类指导土地复垦工程,根据不同依据和标准划分为若干类型:
(1)根据所在区域地貌特征可分为:黄土高原工矿区、东北缓丘漫岗工矿区、南方丘陵山地工矿区、黄淮海平原工矿区及西部风沙工矿区等。由于不同的区域地貌地面组成物质、坡度、地形等因子变化很大,造成的生态环境破坏程度和强度亦有明显差异。
(2)根据行业特征可分为:①采矿系统,包括煤炭开采业、铁矿山、铝土矿、石膏矿、金矿、铜矿、石棉矿、锡矿等。采矿系统以可根据开采方式分为露天开采和地下开采两大类。露天开采比地下开采地面扰动大,水土流失严重,但地下矿的水资源破坏和地面塌陷危害较大。②交通运输业,包括现有的和正在修建的铁路、公路、码头、海港、大型汽车站、火车站、飞机场等,以山区丘陵区公路、铁路建设造成的生态环境问题较为严重。③电力系统,主要包括火力发电厂、变电站等,以粉煤灰及其堆积场造成的污染流失为主。④冶金系统,包括钢铁联合企业、特殊钢厂、炼铁厂、其他金属工业企业,也可包括炼焦厂,主要是尾矿、炉渣及其他废弃物乱堆乱放造成的生态环境破坏。⑤化工系统,包括硫酸厂、烧碱厂、纯碱厂、磷肥厂、橡胶厂、造纸厂等,以环境污染为主,其次是水土流失。⑥建材系统,包括水泥厂、陶瓷厂、石料厂、挖砂场、石灰场、砖瓦窑等,以扰动地面、挖石取土取砂、破坏植被造成的水土流失为主。⑦水工程,包括水库、水电站、输水工程等。大型水库、水电站和引水工程在工程建设期间对河道、沟岸、水资源等造成的水土流失危害较为突出。⑧城市建设及其他系统,包括市政建设、居民区建设、风景旅游区开发、名胜古迹恢复重建等,城市建设过程中对水资源破坏、河道行洪障碍影响较大,特别是山区丘陵区的城市建设更要引起注意。
(3)按废弃物堆积形式可分为:平地堆山式、填凹(如填沟)堆垫式和河岸沟岸倾泻式三类。平地堆山式主要是容易造成滑坡、崩塌以及多种水力侵蚀;沟岸河岸倾泻式缩窄河道,影响行洪,河流输沙量剧增,相比而言填凹堆垫式较为妥当。
(4)按废弃物组成成分可分为:①粗颗粒废弃物工矿区,如铁矿、地下开采煤矿(矸石山)、采石场等,为砾石状排弃物。②细颗粒废弃物工矿区,如火力发电厂(粉煤灰)、砖厂(土状物)、铝厂(赤泥)、采沙厂、化工厂(废渣)、各种尾矿等。
(5)按废弃物含毒状况可分为:①有毒废弃物工矿区,如重金属矿、化工厂等。②无毒废弃物工矿区,如砖厂、水泥厂、采石场、低硫煤矿等。
(6)按生产建设规模可分:大、中、小型工矿区,各行业划分标准不同,一般是以生产能力、固定资产投资、职工人数、投入产出状况等综合划分。
(7)按权属关系可分为:国有工矿区(包括国家统配和地方国有)、乡镇工矿区、个体工矿区。一般国有工矿区为大、中型工矿区,造成的水土流失严重,但易管理,企业自身调控能力强,能在有关部门监督下,进行土地复垦工程,乡镇和个体工矿区属小型工矿区,数量多,分布广,难管理,往往以眼前利益为主,不考虑长远利益,土地复垦工作极为棘手。
2 土地复垦的学科交叉与科学问题
矿区土地复垦工程涉及自然科学、社会科学、经济科学等,其研究需要多学科交叉融合、多专家联手攻关。国内外从事土地复垦科学研究专家、学者的背景有土壤学、植物营养学、林学、测绘工程、土地管理、生态学、环境学、生物学、地理学、水土保持学、地球化学、管理学、经济学等,涉及的科研院所有农林院校、矿业院校、地质院校、综合性大学及中国科学院有关院所。土地复垦属于哪个学科曾有过争执,但土地复垦科学研究近20年来的事实证明,淡化土地复垦的学科问题,强化土地复垦的科学问题,更有利于土地复垦问题的解决。如下土地复垦不同阶段面临的问题,就是最好的佐证:
(1)矿区土地(壤)受到破坏后,必须通过详细的调查测试,探讨土地(壤)退化的原因、类型、过程、阶段和程度,尤其和原地貌土壤退化有什么不同。这需要地质地貌学、土壤学、采矿学、测绘工程、水土保持学、水文地质学、环境科学、植物生态学等学科理论、方法的交叉融合。
(2)在矿区地形地貌、地层结构剧烈扰动、土壤质量极度退化的状态下,要重构一个高质量的土壤,就必须对复垦土壤的母质来源进行详细的诊断,特别是对环境和植物有影响汞、铬、镉、铅、砷、铜等污染元素,氮、磷、钾、硼、铁、钼等营养元素进行分析;对某些污染严重的土壤要进行生物修复等措施。这需要地球化学、土壤学、环境微生物学、植物营养学、植物生态学、植物生理学等学科理论、方法的交叉融合。
(3)当复垦土来源背景值清楚后,要对废弃土地的资源再利用目标做出规划设计,结合复垦的目标(优质耕地、林地、牧地等),采取相应的技术经济措施,重新进行土壤剖面重构、人为加速风化熟化、土壤培肥等。这需要土地利用规划学、土地资源学、资源环境经济学、土地利用工程学、作物栽培学、林木培育学、土壤改良学等学科理论、方法的交叉融合。
(4)为了在短时间内能复垦一个高质量的土壤,必须对重构土壤的水、肥、气、热进行动态监测,并对土壤质量的演变做出科学、合理的预测,如重构的土壤能否演变为地带性土壤类型,重建植被演变的顶级群落是什么?这需要土壤地理学、土壤改良学、植物生态学、植物群落学等学科理论、方法的交叉与融合。
(5)矿区生态恢复重建是一个时空跨度较大的持续经济投入工程,如平朔矿区生态恢复重建将可能在100年左右,重建160km2。因此,为了正在开采矿区和今后将要开采矿区的持续发展,尤其是能够较准确地估计和把握矿区生态重建与经济发展的后果,人工正确地诱导生态最终演替方向,保持生态恢复重建的最小风险,准确评价重建生态系统的结构、功能,科学预测未来空间的发展趋势,这需要借用现代空间分析技术手段(GPS、RS、GIS、ES技术),引入恢复生态学、景观生态学、环境美学、环境质量评价等学科理论与方法。
矿区土地复垦研究赋予学科新的内涵,研究的学科价值在于:为进一步揭示人类经济活动强度干扰下的极度退化生态系统演替的途径提供理论依据;应用价值在于:为矿区废弃地生态恢复重建、保障矿区生态安全、人居安全、粮食安全和食品安全提供可借鉴的方法和技术。
矿区土地复垦研究需要室内实验室分析、解释、论证野外发生的现象和规律,更需要大型的野外实验室确定生态恢复重建的模式和效果,该野外实验室为地学类相关专业构建野外大型教学、科研复合型基地提供了机会,也为国家土地、环保、林业等部门生态环境综合整治的试验示范基地建设,以及培养中小学生“热爱自然、保护环境、重建家园、以德治国、依法治国”教育基地的构建提供了机会。
3 土地复垦的基本论点
31 土地复垦的态势选择
对人类经济活动造成的生态系统破损,有3种态势:①不作处理、任其发展;②自然恢复或人工复制出破坏前的土地存在状态;③借助人工支持和诱导,在自然条件的许可下,恢复重建一个符合代际需求的价值取向的可持续发展的生态系统。第一种态度只会使已退化的生态系统进一步恶化,必将导致不可逆转的灾难,显然不可取;第2种态度只有在原生态系统尚未“超负荷”的情况下,系统有“自净”的能力,随着时间的推移,系统可自然恢复。但对目前现代工业造成如此大规模的土地破坏,不可能再靠“自净”而自我恢复,也不可能、更没必要靠人工恢复原状。因此,针对工矿区破坏前本来就十分脆弱的生态系统及其中国人多地少的国情,只有采取超前、主动、协调、高效的土地复垦与生态重建工程,才能保证工矿区社会经济的可持续发展。在一些矿区,要选择意义更为明确的“重建”。
32 土地复垦的技术核心
工矿区土地复垦工程包括生境建设和群落建设。
生境建设包括地貌重塑工程、土体再造工程和土壤培肥工程,其核心是“造地”,即为生物群落建造一个良好的生境。
群落建设包括植被重建工程、微生物引入和发展、动物引入和发展。其核心是植被,即在建好的生境上建立人工植被,形成人工群落,这种群落是按人的功利而建的,在一段时间后要获得一定的效益。
土地复垦最根本的是造地、造土。因为气候在破坏前和破坏后一般是不变的,如气温、降雨等。破坏的是土地资源、土壤资源、水资源、生物资源等,但它们之间是密切联系的,如地表水、地下水及植被都与土壤、土地有关。尤其是当今现代化大生产,在生产过程中扰动的面积少则数平方公里,多达数十、数百平方公里,导致地貌改变、河流改道、植物群落消失、土地不能再利用、土壤丧失生产力。所以造地、造土就成了土地复垦的基础工程。同时,新造地的熟化培肥和水土流失控制、污染土地的修复、地貌景观的美化与持续稳定,自始至终决定于人工植被的建立,故如何利用采矿移动岩土的便利条件进行填沟造地、地貌重塑、土体再造和植被重建,又如何正确地进行工矿区破坏土地的调查、预测并科学地做出新造土地的适宜性评价,将是造好土地、用好土壤的关键。
33 土地复垦的方案特点
工矿区土地复垦涉及自然、社会、经济等,是一项复杂的系统工程,故其方案应系统综合;工矿区土地复垦规划应能预测未来的变化趋势,可以指导人们适时、适地采取措施,故其方案应动态可调;工矿区土地复垦规划既要在理论上有指导意义,更重要的在实践上具有可操作性,故其方案不仅规划者认可,而且应得到决策者、工矿企业方和民众的认可;工矿区土地复垦规划应注重为改善当地环境质量、发展当地工农业生产、改善群众生活和促进社会进步创造必要条件,故其方案对施工过程中造成的不利影响和损失应以补偿。因此,工矿区土地复垦方案应具备系统综合、动态可调、实际可操作和损失可补偿的特点。同时,工矿区土地复垦应不断地将多学科专家的知识和经验,进行引进、组装、优化、配套、加上必要的创新构成专家系统,解决常规方法不能解决的问题。
34 土地复垦的研究趋势
国内外矿区土地复垦研究表现出如下趋势:①人性化趋势,即“以人为本”为指导思想,追求矿区土地复垦以适应人类发展和提高生活质量需求的趋势愈来愈明显。②可持续化趋势,即以社会经济可持续发展为目标,追求资源、环境、人类发展的协调与和谐的趋势愈来愈明显。③全程化趋势,即以循环经济为理念,追求资源勘探、评价、采选、开发、回收、综合利用、生态恢复重建一体化,实现经济、社会、环境效益最大化的趋势愈来愈明显。④产业化趋势,即以产业链条延伸为关键,体现矿区土地复垦的长期化、专业化、投资主体的多元化、复垦结果的多效益化以及枯竭城镇的产业转型的产业化趋势愈来愈明显。
4 土地复垦与生态安全、粮食安全
据概查,目前全国采掘工业,包括煤炭、冶金、有色、黄金、化工、建材、石油、天然气、铀矿、烧瓦制砖、电厂粉煤灰等,累计毁坏面积近400万hm2。而我国土地复垦率目前不到12%,即目前全国仅有40多万hm2的土地得到了复垦利用,仍有300多万hm2被破坏的土地荒芜,每年还以数十万公顷的速度在递增。矿山废弃地通过水土流失、风蚀沙漠化、下湿内涝、盐渍化、土壤污染等多种形式,严重影响着矿区及周边的生态景观,已经发生突变性的滑坡、泥石流等地质灾害,严重威胁着矿山生产安全和人们的生命财产。进入21世纪以来,我国国民经济处于快速发展时期,人均能源消费水平不断增长,拉动了电力、煤炭、石油等能源行业的高速增长。但随之带来以土地破坏为核心的生态环境问题愈加严重。
通过土地复垦,可缓解生态破坏和环境污染造成的经济损失,也可缓和企业和地方的矛盾,减轻了国家安置农民的负担,促进了社会安定。如把现有的400万hm2废弃地复垦利用,以50%为耕地,即为200万hm2,产量按5250kg/hm2计,每年增加粮食105亿千克,可使2625万人达到“小康水平”或2100万人达到“富裕水平”;30%复垦为林果、牧业、水产养殖用地,即为120万hm2;20%复垦为建设用地,即为80万hm2,可满足我国4~5年的非农业建设用地,等于节约耕地80万hm2。因此,我国工矿区土地复垦意义重大。
参考文献
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今天行业碰到的困难,并不是意味着建陶行业走向没落,这只是一个阶段性的调整。行业需要往前走,但市场在萎缩,就要找到或创造新的需求,对市场进行刺激,开辟新的战场。
•过去20多年里,中国建陶装备行业借助行业高增长,已经完成了整线国产化,而现在,站在历史拐点上的中国建陶装备企业,该何处何从?出路又在哪里?
•现在处于历史的拐点期,我们需要完成从跟随着向原创者的角色转变,才能引领全球。新的历史机遇也在蕴酿,产品功能化、产品向服务端延伸以及智能工厂,将催生新的市场。
全球视野下的中国建陶大局之建陶装备的国际竞争与合作
2019年7月4日,蒙娜丽莎与恒力泰合作开发,具有完全自主知识产权的HT36000大吨位压机,在蒙娜丽莎集团正式上线运行,意味着属于中国建陶行业的36米超大规格陶瓷大板即将面世,这是迄今为止国产首台超大吨位压机。
过去,全球市场3万吨以上的1500×3000mm、1600×3200mm大规格陶瓷大板的生产,还是以西斯特姆等意大利的企业为主导。恒力泰36000吨超大吨位压机在蒙娜丽莎投产成功之后,这一局面将会被打破。
从1999年科达成功研发3200吨压机,可直接压制800×800mm规格的瓷砖,打开中国建陶制造的新局面。到2019年,恒力泰36000吨压机面世,可压制36米超大规格的陶瓷大板,打破国际巨头在超大吨位压机的市场垄断地位。20年过去,一个新的时代开启了。
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36米陶瓷大板在蒙娜丽莎成功投产
但这是一个面临着危机的新时代。建陶行业告别过去的高增长,掉头向下,市场在萎缩,需求在下降,建陶行业面临洗牌,进入淘汰赛,导致建陶装备的需求也在下降。
这也是一个走向创新的新时代,在过去的20多年里,建陶装备实现整线国产化,是跟随的20多年,蓬勃发展的建陶市场为装备企业提供了成长机会。但现在处于历史的拐点期,我们需要完成从跟随着向原创者的角色转变,才能引领全球。新的历史机遇也在蕴酿,产品功能化、产品向服务端延伸,以及智能工厂,将催生新的市场。
同时,全球建陶装备旧的市场格局在打破,新的生态将要重新建立。在旧格局中,大约300多亿元人民币的国际建陶装备市场,中国的装备企业只占有三分之一,约120亿左右,而另外200亿左右的主流市场大部分被意大利把持,据意大利陶瓷机械设备制造商协会ACIMAC数据,意大利陶瓷机械设备年销售额在22亿欧元左右,换算成人民币约1716亿元(按1欧元=78元人民币汇率计算)。未来中国制造和意大利制造,将围绕着200亿主流市场进行竞争。中国模式的优势是高效率、大规模、高性价比、快速服务,及强大的产业链整合能力,但不足是原创能力不强;意大利模式的优势是原创设计、高质量、高附加值、品牌效应,但效率低,服务慢。
从国内建陶装备的竞争格局来看,是科达系和非科达系的竞争。2010年科达收购恒力泰之后,整个中国的建陶装备行业,就没有了强有力的竞争对手,一家独大。国内陶瓷机械行业竞争失去平衡带来的一个忧虑是,未来行业创新的动力不足。虽然现在可以在国际市场上与国际巨头进行竞争,但我们势单力薄,意大利有如萨克米、西斯特姆、杜斯特、天工法拉利等几大集团竞争,带来了持续创新,而我们只有科达一个集团,其他装备企业成长空间有限。
目前,全球建陶装备行业具有整线输出能力的国家,只有中国和意大利。中意两种模式存在一定的差异性和互补性,未来全球一体化的格局,是中意在竞合中,共同引领全球建陶全产业链发展,重构全球建陶装备生态圈。
站在历史拐点上的中国建陶装备
7月初,报道称江西30多条生产线停产,这是十余年来,江西产区陶企首次在淡季因库存压力而大范围停产,山东淄博76条生产线有23条生产线因库存压力停产。而据了解,北方产区包括河北、河南、山西、陕西等多个产区,以及四川、广西、佛山产区,停产现象同样发生,行业开工率只在五成左右。
其实从2018年下半年,就有不少企业开始停窑,2019年开年,不少企业没有按预期开窑,有的企业甚至从去年停窑到现在还没有开起来。据公开报道的消息,广东、广西、江西等多个产区有不少企业进入停产、破产或重组程序。2019年5月,江西上高国员陶瓷正式向法院提出破产申请;6月3日,恩平丰泽陶瓷停止经营,依法清算。6月22日,萍乡正大陶瓷全厂停产放假,7月2日,高安某陶企曝出被罗斯福陶瓷以租赁的方式接手。高安市政府相关领导表示,对于一些运营出现问题、负债率较高的企业,建议法院要提前介入,要加速推进企业的兼并重组,推动企业之间的整合发展。
行业出现下滑是迟早的事情,市场不可能永远上涨,现在是行业换赛道的时候,新一轮的洗牌已经开始。其实2018年已经给行业打了一棍棒,据中国建筑卫生陶瓷协会的数据,2018年陶瓷砖产量9011亿平方米,已经回落到2012年的水平,创下行业有史以来产量的最大跌幅。国内重要建陶产区均出现不同程度的负增长,与此同时,陶瓷砖出口下滑态势继续延续,全年陶瓷砖出口692亿平方米,只有高峰期出口值的一半左右。
现在产能严重过剩,市场在萎缩,建陶企业的投资意愿也不强烈。国内新建生产线廖廖无几,除了蒙娜丽莎、东鹏、欧神诺、简一、将军等几家企业外,基本很少有企业再投整线,甚至连技改的欲望也在降低。在以前产品快速迭代期,在困难时期还可以转换产品,可以做技改,比如说抛光砖不好卖了,就改成抛釉砖。现在因为销售市场不明朗,没有出现好转的迹象,库存压大的企业,如果成本没有优势,物流没有优势,只能停窑,静观其变。因此,行业内技改的需求也差不多停滞,除部分具有一定优势的企业,将全抛釉生产线改做中板、厚砖、大板外,很多厂家都是在观望。
除市场的自然淘汰,各产区政府对建筑陶瓷的政策也在收紧管严,推动行业进入深度调整和整合期。2019年1月4日,广东省生态环境厅发布关于公开征求《陶瓷工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)的公告,明确了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度限值为20、30、100mg/m³。根据征求意见稿,广东陶瓷工业大气污染物排放各项标准将统一收严。
广东江门加快推进建筑陶瓷行业整体退出及过渡期生产企业清洁能源改造工作,要求新会、恩平两地完成陶瓷企业淘汰退出方案编制,12月底前台山市、开平市、恩平市分别完成2条、3条、15条生产线清洁能源改造或自主选择关停,其他生产线启动改造工作。到2020年,全市建筑陶瓷生产线全面完成清洁能源改造或自主选择关停;广东清远提出,2019年底将全面完成清远市陶瓷企业“煤改气”改造工作;广东肇庆提出在2020年底前,完成建筑陶瓷等一批传统低效产业退出和整治提升工作;广东佛山西樵要求15家第二类抛光砖企业在2019年8月底前依法予以搬迁或关闭;河北石家庄、邯郸、唐山则将建筑陶瓷列入限制行业类型;山东也提出不再承接陶瓷产业,山西将建陶列入负面清单项目,河南要求在2019年底前,符合条件的建筑陶瓷和日用陶瓷企业完成提标治理。陕西重点压缩建陶产能。
在内部市场环境和外部政策环境双重压力下,建陶行业正面临难关,建陶企业观望的情绪变浓,装备企业的日子也很难过,装备龙头企业也不例外。据科达洁能发布的2018年年报,2018年科达建材机械装备实现营业收入 3545 亿元,同比下降 1272%。压机和抛光机产量和销量分别下降2929%和3503%。
过去20多年里,中国建陶装备行业借助行业高增长,已经完成了整线国产化,而现在,站在历史拐点上的中国建陶装备企业,该何处何从?出路又在哪里?
中国建陶装备企业突围的方向
最近在和建陶装备同行交流时,我也在思考,我们要如何度过眼下这一个难关呢?
今天行业碰到的困难,并不是意味着建陶行业走向没落,这只是一个阶段性的调整。行业需要往前走,但市场在萎缩,就要找到或创造新的需求,对市场进行刺激,开辟新的战场。从目前行业内做得比较好的几类装备企业身上,我们大致梳理了一下,总结了几个或许可以借鉴的突围方向。
一是以创新引领行业,创造新的市场需求。恒力泰是一个很好的例子,近几年来,恒力泰一直在不断突破。自2015年12月恒力泰万吨压砖机YP10000正式投放市场,到2017年1月YP16800压机上线,同年4月,又推出2万吨压砖机,再到2019年36000吨超大吨位压机投产,恒力泰一直在通过产品创新来引领行业的发展,最终推动了大板在国内市场的火热,这也为走向下行通道的建陶行业,注入了新的活力。
二是进行跨界,开辟新的战场。多麦机械的瓷片分选、包装自动生产线,市场占有率达到90%以上。在市场整体下行时,又在寻求新出路。他们转型涉足到眼镜行业,一直以来,眼镜行业是高密度劳动力的行业,自动化水平低,多麦机械从这里看到了商机,利用自己多年积累的自动化经验,开始做眼镜生产机器人。同时,多麦机械也在探索和研发门窗定制的自动化生产设备。
同样做建陶装备起家的赛因迪科技,同时进入陶瓷环保领域。如今,赛因迪又转向陶瓷卫浴快速自动生产线的研发与制造,日本伊奈和TOTO的陶瓷卫浴工厂,他们在生产环节加入机器人工作站,实现联线自动化,其实我们现有的生产线,也可以通过机器人工作站来进行转接。未来,机器人工作站在自动化改造过程中,也将会有很大的市场需求。
三是进行产业链延伸,从制造端向流通端拓展。以前装备行业只关注生产端的装备研发,而现在需要慢慢开始向流通端延伸。随着大板市场的成熟,围绕着大板终端需求,需要建立整套的服务体系,如立体仓储、物流、深加工(倒角、开槽、切割等)、铺贴等环节,也必将出现新的设备需求。产业链条不断延伸,将打破原有的市场边界。
四是整合产业链优势资源,转战国外市场。科达与广州森大在非洲建厂,与新中源在菲律宾建厂,就是产业链资源整合一个很好的例子,当然,科达有其自身的特殊性,具有整线输出的能力,并且是上市公司,资金实力雄厚,很多装备企业并不具备这样的整合能力。但同样的可以进行联合输出,如做窑炉改造的佳窑,联合金刚集团进行技术合作,转战国外市场,在越南建陶生产线改造方面,开辟了新的市场。赛因迪科技也联合其他装备企业,在埃塞俄比亚输出一条整线工程。
五是向功能性材料领域进行拓展。2019年4月10日,国家发改委发布《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》,产业结构调整包括鼓励类、限制类、淘汰类三个类别,其中与建陶行业及建陶相关的,是鼓励发展适用于装配式建筑的部品化建材产品;功能型装饰装修材料及制品,绿色无醛人造板以及烧结路面透水砖、烧结广场透水砖、烧结饰面砖、烧结护坡生态砖、烧结水工生态砖等绿色建材产品技术开发与生产应用;单块面积大于162平方米(含)的陶瓷板生产线和工艺装备技术开发与应用;利用尾矿、废弃物等生产的轻质发泡陶瓷隔墙板及保温板材生产线和工艺装备技术开发与应用;石墨烯材料生产及应用开发。从国家鼓励的新材料发展方向来看,装配式建筑建材、透水砖、发泡陶瓷、石墨烯材料等,基本上都属于功能性产品,未来对于功能性产品生产和应用的装备,也是行业追捧的一大热点。如今 ,科达已经在布局发泡陶瓷的整线工程,并在金意陶、德胜等企业投产。
不管是创新、跨界,还是产业链延伸或者产业链整合,面对危机,我们首先是求生存,在生存中求发展,在发展中寻找新的出路。
植根于全球最大消费市场是中国建陶装备最大的竞争优势
从丝网印刷到辊筒印刷再到喷墨印刷,从600吨压机到3200吨压机,到7800吨压机,再到36000吨压机,每一次装备技术的迭代更新,都推动建陶行业迈向一个新的台阶。
1983年佛山石湾利华装饰砖厂首次全线引进意大利唯高公司年产30万平方米的彩釉砖自动生产线,开启了中国建陶行业整线装备的国产化之路。伴随着国际装备的引进,中国建陶装备在消化吸收的基础上,国产化也在同步进行。从球磨机、喷雾塔开始,到压机、窑炉、抛光机、喷墨机等,建陶一系列核心设备一一被攻克,并迅速实现国产化。
到2005年前后,佛山就成为中国最大的陶瓷机械装备生产基地,约有200多家陶瓷机械装备企业,其中有科达、力泰、科信达、美嘉、希望、摩德娜、中鹏、中窑等国内规模较大的生产厂家,并形成了原料、布料、成型、干燥、施釉、烧成、抛光、打包等配套完善的产业集群。
也是在2005年,中国成为世界上最大的建陶生产国和出口国。中国建陶市场的不断扩张,同时也为陶瓷装备产业提供了一个发展的空间和平台。尽管日本、韩国、中国台湾等很多国家和地区,他们机械加工水平都要比国内强,但陶瓷装备产业并没有发展起来,就是因为没有市场空间的支撑。
中国建陶企业敢于尝试,也为装备企业提供了很好的试错平台。科达机电刚推出磨边机和抛光机时,最早上线使用的就是南庄的企业。后来科达机电每一次迭代更新的抛光机,也都在南庄企业进行试用。2007年,国内首条薄板生产线,也是科达机电和蒙娜丽莎合作研发推出。国产压机从千吨到万吨,到如今的36000吨,同样是装备企业与建陶企业合作的结果。
同样,建陶装备实现国产化之后,也主席加速了中国建陶产业的发展,建陶企业的投资少了,和使用进口设备相比,使用国产设备建一条新生产线,成本降低一半以上。2004年左右,世界陶瓷协会到中国做过市场调查,他们发现中国的陶瓷企业产品成本很低,除了原材料成本、劳动力成本、管理成本等因素外,陶瓷装备整体价格的下降起到了巨大作用。低成本快速扩张的中国模式,成为中国建陶产业的迅速崛起的基础。
根植于本土的中国建陶装备企业,更适合中国大规模、高效率、低成本的生产模式,在本土市场更具有竞争优势。以窑炉为例,上世纪90年代,中国建陶正处于产能大爆炸时代,提产能,降成本,是中国建陶企业的首要需求。意大利进口窑炉虽然技术先进,但清一色都是内宽18米,长80余米的固定标准化模式,产能偏低,日产量约为2000~3000平方米,而且陶瓷企业必须按照窑炉厂家的要求来建造厂房,服务效率慢,建设周期长,影响建陶企业的快速发展。
而国产窑炉可以提供个性化设计方案,窑炉长度更长,产量更大,到1997年,国产窑炉长度达到200米左右,日产量达到1~15万平方米。同时,建设周期短,技术服务更快,因为,国产窑炉更适合野蛮增长时代中国建陶企业快速扩张产能的需要。
伴随着国内建陶企业产能的爆发式增长,国产窑炉在国内的市场占有率也迅速得到提升,1995年前后占据了中国市场的半壁江山,2002年之后,国产窑炉已经成为了中国市场的绝对主流,市场占有率达到了70~80%,进口窑炉主导中国市场的时代一去不返。时至今日,中国窑炉在国内市场占有率已超过95%。
中国建陶装备迅速完成了整线工程的国产化替代,打破了意大利一国独强、绝对垄断优势格局。2004,我国建筑陶瓷机械装备市场年销售总量45亿元,到2009年,就快速增长到100 亿元左右。短短五年的时间里,市场份额已经翻了一番。
回顾中国建陶装备迅速崛起的经验,我们不难发现,中国建陶装备最大的优势,是根植于全球最大的建陶市场,并且与建陶企业之间,建立了根深蒂固的合作关系,具有强大的产业链整合能力。尽管现在国内市场处于下滑态势,但就算到最后下滑到只有原来的一半产能,中国仍然是全球最大的建陶生产国和消费国,根基仍在,需求仍在。
全球一体化下的建陶装备新生态
目前,全球建陶装备行业具备整线输出能力的国家,只有中国和意大利。全球建陶装备的竞争,实际上也是中国和意大利的竞争。中国制造与意大利制造最大的不同,是市场环境的不同。中国制造是一种内生长式的发展模式,是基于中国本土市场,伴随着中国建陶市场的发展而发展起来的。而意大利制造是外生式的发展模式,他们从一开始就是面向全球市场,其70%以上的装备依赖于出口,因此,他们从一开始就具有全球视野。
在稳固国内市场并取得绝对控制权的同时,中国建陶装备企业也在加紧走出去,与出口占据70%以上的意大利装备企业在海外市场进行竞争。时至今日,中国陶瓷机械设备在全球范围内,尤其是印度、越南、印度尼西亚等国家抢占了大部分的市场份额。
印度是中国制造与意大利制造竞争最为激烈的一大市场。受限于基础工业的发展,印度陶瓷机械设备基本依赖进口,而设备进口地主要为意大利和中国。在印度陶瓷产业发展的初期,印度陶瓷企业生产所需设备基本上由意大利萨克米主导,有数据显示,最高峰时,萨克米占据了印度超95%的市场份额。2003年之后,印度瓷砖需求量猛增,中国陶瓷机械设备商开始大范围进军印度。2016年到2017年,印度新生产线猛增,新签约生产线近百条,其中有10余条是陶瓷大板生产线。中国装备的高效率、大产量、低成本优势在印度市场得到凸显,相对更适合印度现在及未来的发展。
以压机为例,印度陶瓷大板生产多数进口中国恒力泰、科达洁能与意大利西斯特姆。而曾经在印度市场占有率超过95%的萨克米(SACMI),在此番竞争中则逐渐失去了主动权。与中国陶瓷压机成型技术相比,西斯特姆的压机生产效率低,几分钟才能压制一次,而中国的压机一分钟可以压制几次。同时,由于陶瓷大板市场接受度有限,在现有市场空间下,绝大多数瓷大板生产线无法实现全年化连续生产。而中国大吨位压机的有模具模式,在大板销售遇阻的局面下,可以更换模具进行常规产品的生产,保证了企业生产的连续性。
在非洲市场,科达以“合资建厂”的模式,以产业链整体输出的方式,在非洲肯尼亚、加纳、坦桑尼亚等国家建立陶瓷厂。如今,从阿尔及利亚到南非,科达设备从北到南已贯穿辐射了整个非洲。
科达洁能董事长边程在接受南方日报采访时表示,科达+恒力泰的压机在全球市场占有率超过三分之二,科达深加工设备在全球市场的占有率超过70%,科达+卓力泰的原料设备全球市场占有率超过四分之一。
在完成对非洲、印度、东南亚等发展中国家的市场布局以后,科达将目标投向了欧美主流市场。和中国模式不同的是,欧美因为人口短缺、劳动力成本高等原因,主流市场需求是高度自动化、智能化、精细化的生产模式。虽然近几年来,我国陶瓷机械装备自动化水平有了很大程度的提升,如全自动包装线、自动叉车、码垛机器人等设备的出现及应用,但距欧美市场要求还有一定差距,只是实现单一设备自动化,但没有解决整线自动化的问题,如何降低各个工序之间的故障率,实现各个环节连续性自动化生产,才是全自动化的关键。从这一角度来看,我们离全面自动化还有很远的路要走。因此,面对高端市场,中国建陶装备一直难以大规模进入。
不过,中国建陶装备进入高端市场的突破口已经打开。2018年5月,恒力泰YPR2500耐火砖自动液压机首次在美国印第安纳州投入使用,首次进入北美市场;2018年6月,同型号压机首次出口俄罗斯叶卡捷琳堡,进入欧洲市场。2019年5月11日,恒力泰品牌YPR1800L液压自动压砖机,首次出口意大利。2019年6月6日,科达设计承建整线工程在韩国陶瓷企业SAM YOUNG投产。
2019年2月28日,科达完成对唯高公司60%的股权收购,这是中国建陶装备海外收购第一案。科达希望借此收购,通过成本、工艺等互补优势以及业务、技术、供应链等资源整合,充分发挥协同效应,推动机械产品进军欧美市场。与此同时,科达还将在意大利设立设计中心及销售中心,针对全球市场的需求,形成“中国制式”、“意大利制式”及“中意联合制式”多种模式并存的发展形态,打造世界上最具竞争力的产品模式。
如今,全球陶瓷机械行业呈现出三足鼎立的状态:排名第一的是意大利的萨克米,2017年销售额折合约60亿人民币;科达洁能排名第二,2017年营收406亿,2018年营收354亿;排名第三的是意大利西斯特姆,营收约为30亿元。
日益强大的中国建陶装备企业,正在通过自身的实力,寻求世界建陶装备的话语权,谋求建立新的生态圈。过去,中意建陶装备之间的竞争关系,是垄断与反垄断、封锁与反封锁、替代与被替代的关系。而在全球一体化进程中,这种二元对立的关系将会改变,取而代之,有可能建立中意竞合关系下的协同创新生态圈。
唯有原创才能引领全球
按道理来说,中国建陶产量占全球一半以上,中国建陶装备最大的市场在中国,而且中国建陶装备国内市场占有率已经达到了90%以上,加上印度、东南亚、非洲等市场的出口份额,中国建陶装备在全球市场的占有率来说,体量已经不小。
但为什么意大利成为世界上最大的建陶装备生产国和输出国,牢牢把控着另外200亿主流市场的绝大部分市场份额,中国建陶装备到现在仍然难以大规模进入?这说明我们的核心竞争力并没有得到提升,附加值不高,仍以低价竞争为主。国内有些陶机企业为了占有市场而不计成本,产品价格一降再降。而据了解,在欧美地区,萨克米生产线的销售价格,是中国生产线的2倍以上。就算是在东南亚、印度、中东等新兴市场,萨克米的价格,比我国陶瓷机械的价格也高出30%以上。
意大利之所以能一直引领全球,在于他们强大的原创能力。尽管意大利陶瓷装备行业一度遭遇经济危机出现连续多年的下滑,但其通过兼并重组,向喷墨打印机、大板压机、宽体窑等新的技术领域拓展,继续以原创设计引领行业的发展,强化了对欧美主流高端建陶装备市场的控制力和议价力。虽然意大利陶瓷装备企业数量在不断减少,从2000年的190家,减少到2013年的144家,但自2010年后意大利装备销售额开始触底反弹,并从2013年开启了五年的连续增长,到2017年,意大利陶机设备总收入达到2237亿欧元,超过2008年经济危机前的高峰值。
来自中国陶瓷装备企业的竞争,对意大利虽然形成了一定冲击,但并没有带来真正的威胁,因为跟随者很难打败引领者。意大利凭借其原创的核心技术,与中国陶瓷装备进行差异化竞争,并对中国进行技术封锁,争取时间差来赢得市场竞争的优势。如喷墨打印机,我们并没有像抛光机、压机一样,将意大利企业踢出中国市场,这说明我们的创新续航能力不够。
相比于意大利,我们的自主创新能力,还没有起到引领的作用。2018年11月,佛山市知识产权局在发布《佛山市陶瓷装备产业专利导航项目分析报告》,《报告》显示:截止2017年8月,在世界陶瓷装备专利数量中,中国以22187件排名第一,日本11087件排名第二,德国5645件排名第三。
从绝对数量来看,中国成为陶瓷行业最大的专利技术来源国。但在专利输出上,中国陶企却只有6%左右输出到国外,远低于输出率排名第一的日本(约25%)。另外,中国陶瓷技术输往意大利的数量仍为0,对比意大利输往中国的213件,差距巨大。从以上的数据来看,中国建陶装备行业对全球陶瓷行业发展的原创贡献率还比较低。
值得忧虑的是,科达于2010年收购恒力泰之后,在中国建陶装备行业已经形成了一家独大的局面,国内很难再出现新的竞争对手,这对我们建陶装备行业来说,在没有竞争对手的情况下,行业会不会因此丧失持续创新的原动力呢?对于科达来说,是不是应该有意识地培养一些竞争对手呢?
从建陶行业发展的趋势来看,未来建陶装备竞争方向,将围绕着产品功能化如发泡陶瓷、大板及大板深加工、智能化工厂等几个领域进行,我们需要在这些领域拓展装备的原创能力,激光打印也是一个方向,美嘉在几年前就推出了激光打印机,但并没有见到实际的应用。
而在智能化工厂方面,我们现阶段还只是处于实现自动化阶段,意大利也只是实现自动化到无人化的生产,还远远达不到智能化的水平。智能化工厂的标准,是在生产流程中,各个机器设备具有感知环境变化的能力,并根据环境参数变化,自动调节、自动修正、自动纠偏、自动循环,比如说,喷墨机能自动加墨水,窑炉能自动修正窑温,机器人能根据环境的变化自己调节自己的线路等等。
随着5G时代的来临,数据的传输与处理速度变得更快,能满足设备互联和远程交互应用需求,在物联网、工业自动化控制、物流追踪、工业AR、云化机器人等应用领域,5G技术起着支撑作用,我们说的能自动运行的智能化工厂,在5G时代也并非难事。
但现阶段我们还只是停留在半自动化阶段,推动智能化工厂的建设,我觉得还需要从三个维度来推动,分阶段、分工序、分等级进行。首先实现单机智能化,即制造装备智能化,再实现生产过程的智能化,也就是模块智能化,最后将建陶制造端体系和服务端体系打通,形成完整智能循环体系,即智能制造40工厂。
在智能化过程中,我们碰到的一个问题,就是产业标准化的问题,包括原料标准化、产品标准化、设备的标准化,这些还有待加强。一个大胆的设想是,推动整个行业成立一个大数据共享平台,对整个行业整体的数据进行分析,最终得到个性化解决方案,并形成行业共享的产业标准。
从自动化工厂到智能化工厂,我们有很多可以原创的研究方向,如大数据平台,如装备总线、物联网等等。建陶行业的转型升级,主要还是依赖装备等配套产业的原创性突破,只有原始创新,才能够引领行业发展。特别是在中美贸易摩擦背景下,华为、中兴等企业被美国制裁的今天,核心技术的原创能力,显得尤为重要。
目前,中国建陶装备行业的竞争还是集中在大规模、低成本的生产方式上,但随着行业新一轮洗牌,市场趋于稳定之后,建陶行业将过渡到自动化、智能化生产阶段。因此,建陶装备企业,在着眼于当下求生存的同时,还得为未来的竞争做好准备。
陶瓷工业技术改造的根本目的和其他行业一样,在于推动生产的不断发展。因此,一切技术改造项目,应当是既先进可靠,又切合生产实际需要。同其他技术密集型产业相比,陶瓷工业,不是不需要技术改造,而是改造的内容和重点有其特定意义。根据陶瓷工业生产特点和技术现状,陶瓷工业技术改造的重点应放在以下三个方面:
1.提高产品质量,更新产品结构。生产社会所需要的适销对路的产品,这是社会主义企业的生产目的,而工艺技术和设备则是达到这个目的的手段。陶瓷工业企业要在国际市场上抢占位置,并不需要也不可能全部脱胎换骨,从厂房、设备、生产流程到工艺操作全部更新.我国陶瓷企业在国际竞争中处于被动地位的原因,除了战略方针不明确、企业经营机制不适应等因素外,在很大程度上是由于技术水平不高,劳动生产率低,成品合格率不高,产品适销能力差所造成的,也就是说,能否提高产品生产技术已成为发展我国陶瓷工业的关键所在。
就陶瓷工业来说,只有在产品确定之后,才能考虑采用什么工艺来实现,而也只有在工艺确定后,才能考虑用什么设备来加工。工艺改造,设备和技术的更新,原材料改善,技术进步等的效果最终要体现在陶瓷产品上.从这个意义上说,技术改造就是产品改造,目的是要生产出适应性强、经济效益高的顺应世界需要潮流的优质产品,使陶瓷工业企业具有不断创新和形成规模生产的能力,在陶瓷产品质量、产品结构上实行一个大改变。也就是说,以陶瓷产品质量和产品结构的改革为目标,从陶瓷产品与生产要素之间的关系着手,分析对照哪些设备技术、工艺、原材料等与当代产品技术不相适应,然后就这些生产要素中最关键的环节逐项进行技术改造,从而提高陶瓷综合生产能力。以日用陶瓷为例,同国外八九十年代先进技术水平相比,影响我国陶瓷产品质量的主要因素是原料精制技术、成型干燥设备和耐火材料等。因此,我们以产品质量为中心的技术改造的重点应放在这方面。
我们的产品改造应在控制总量的前提下,淘汰或限产中低档瓷种,增加出口产品的开发和生产,扶持—批陶瓷样板厂的改造,开发和发展国内外市场畅销的骨灰瓷、高档强化瓷、微波瓷等生产技术设备,并尽快实现大批量生产,转化为新的生产能力。目前,正在实施的景德镇瓷器工业“八五”期间第一期技术改造专项贷款2.5亿元将包括高温釉中彩瓷、高档青花玲珑瓷、釉中彩强化瓷三个高档瓷技改工程;原料标准化、煤气净化、优质窑具、优质模具、消化翻版陶机设备五项基础工业改造;还将完成12条燃煤隧道窑和5条燃油辊道窑的煤气技改工程。这一期技改完成后,景德镇出口瓷比例可由1990年的28.1%提高到52%,其中高档瓷比例由3.8%提高到258%;平均每件换汇由往年的31美分增至50美分,其中高档瓷每件2美元。
2.解决能源消耗大、利用率低的问题。陶瓷工业是高耗能产业,美国以51家耗能最大的企业作为调查重点,其中32家系硅酸盐企业;英国也将陶瓷工业列为重点调查节能的对象之一。调查结果表明,在陶瓷工业生产成本中,能源消耗要占30%左右,在我国,用于能源的平均成本费用更高达40%,为各项成本费用的首位。陶瓷工业的热能主要是消耗在烧成和干燥两个工序上,其消耗比例大致为:烧成占61%,干燥占25%,取暖占8%,动力和照明占6%,如机械化水平低,企业环境差,则前两项合计所占的比重当更大,我国目前即属于这一情况。据统计,我国陶瓷工业热利用率极低(热效率为20%一30%),仅为发达国家的1/2(陶瓷工业发达国家热效率为50%一60%)。大部分热能消耗在排烟、排热损失,窑车、窑具蓄热损失,窑体散热损失,辐射热损失,化学不完全燃烧的燃料损失以及其他人为的浪费中。目前我国陶瓷工业的能源消耗,平均每万元产值消耗标准煤15吨,吨瓷耗标准煤12吨,比国际上平均能耗高一倍以上,与先进制瓷国的日本、德国等相比则更为落后。
造成中国陶瓷工业能源消耗大的重要原因,是耗能设备装置的落后。因为耗能的大小主要取决于窑炉的先进性,我国八大产瓷区拥有竖式的倒焰窑126座,占全部烧成窑炉的一半,耗煤比国内一般隧道窑还要高出30%一40%。而以国内隧道窑来说,其结构和材料也还是处于国外四五十年代的水平,凭人工操作,烧成温度也很不稳定,烧成1公斤瓷耗能达18000千卡左右,比国外普通隧道窑高出50%左右。国外在烧成工艺上,目前已普遍采用气体燃料,采用明焰快速烧成制度,窑炉结构设计已由传统的隧道窑发展到装配式隧道窑。目前出现的意大利推板窑、针式窑,每公斤瓷耗能只有1100—3000千卡。捷克和斯洛伐克、德国采用快烧推窑,能耗为4200千卡。就是一般的窑炉,每公斤瓷烧成能耗也仅在6000—9000千卡之问,压力、温度都是自动控制,燃烧稳定,热效率高,温差小,产品合格率高。另外,耐火材料的落后,也影响到能耗的增大,国外瓷器与匣体重量之比一般为1:2—4,而我国平均为1:6—7,高的达1:8,也就是说我国烧1公斤的瓷器就要烧6—8公斤的匣钵,仅这一项,能耗就比国外高得多。
综上所述,在提高烧成质量的前提下,应力求在窑炉、耐火材料等主要耗能设备装置上加以改进和革新,提高现有设备的热利用率,管理上合理地组织生产;提高产品的产量和质量,克服人为的浪费,以求得最大限度地降低能耗,提高经济效益,增强国际市场竞争能力。
3.提高原料质量,减少原料消耗.原料是陶瓷工业生产的重要物质条件,陶瓷工业的生产过程也就是原料的消费过程,陶瓷原料的质量和节约使用,对提高陶瓷产品质量和劳动生产率,降低成本,增加积累起着重要作用。从物质形态来说,陶瓷原料构成产品的主要实体,它们的质量决定着陶瓷产品的质量;从价值形态来说,在产品成本中,陶瓷原料费用占相当大的比重,随着陶瓷工业生产技术的进步和劳动生产率的提高,这个比重还有继续提高的趋势。但目前我国陶瓷原料加工工业比较落后,大部分产瓷区还没有专业化的陶瓷原料生产厂,瓷厂基本上是将天然状态或粗加工的原料直接进厂,致使原料质量波动很大,严重影响陶瓷产品质量,适应不了工业化大生产的要求。